炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置制造方法
【专利摘要】炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，包括上模板、下模板和变压器，上模板的下表面和下模板的上表面均设有炭纤维网发热体，炭纤维网发热体的上表面和下表面均设有绝缘层；两个炭纤维网发热体通过第一导线与变压器连接，两个炭纤维网发热体之间串联或并联。本实用新型结构简单，产品质量稳定，固化时间短，固化能耗低。
【专利说明】炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及炭-炭复合材料的固化技术，具体涉及一种炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置。
【背景技术】
[0002]炭-炭复合材料具有熔点较高、耐高温、高温强度好等优点，它既可作极好的隔热保温材料，又能作优良的高温结构材料，被广泛应用于制造高温炉内的零部件。
[0003]目前，炭-炭复合材料坯体的固化，均是采用电加热式热风炉进行，热风炉电加热形成温度梯度的热传导实现对炭-炭复合材料坯体的固化，此类固化方式存在固化温度高，生产周期长，电能的有效利用率低等缺陷。另外，使用电加热式热风炉加热，存在坯体受热不均，工艺控制不精确，固化后的坯体易变形、分层，从而导致产品一致性差，质量不稳定。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是，克服上述【背景技术】的不足，提供一种产品质量稳定、固化时间短、固化能耗低的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置。
[0005]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是，一种炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，包括上模板、下模板和变压器，所述上模板的下表面和下模板的上表面均设有炭纤维网发热体，炭纤维网发热体的上表面和下表面均设有绝缘层；两个炭纤维网发热体通过第一导线与变压器连接，两个炭纤维网发热体之间串联或并联。
[0006]进一步，所述上模板与下模板之间还设置有至少两块等高块。
[0007]进一步，所述变压器通过第二导线连接有温控器，所述变压器和温控器串联形成回路。
[0008]进一步，所述温控器的测温元件为热电偶。
[0009]进一步，所述第一导线上设有开关。
[0010]进一步，所述炭纤维网发热体包括炭纤维网、铜箔和固定纽扣，铜箔位于炭纤维网的两侧，固定纽扣设于铜箔的上表面。
[0011]进一步，当两个炭纤维网发热体之间串联时，每个炭纤维网发热体的电阻为0.1 Ω。
[0012]进一步，当两个炭纤维网发热体之间并联时，每个炭纤维网发热体的电阻为0.4Ω。
[0013]进一步，所述上模板和下模板均采用钢板制成。
[0014]进一步，所述绝缘层采用钢化玻璃板制成。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的优点如下:
[0016](I)通过炭纤维网发热体对坯体加热，可以使坯体受热均匀，从而使得固化一致，有效解决坯体变形、分层问题，产品质量稳定；
[0017](2)缩短固化时间，降低固化能耗；
[0018](3)装置结构简单，安装拆卸方便，可靠性高。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施例1的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型实施例2的结构示意图。
[0021]图3是本实用新型炭纤维网发热体的结构示意图。
[0022]图中:I—上模板，2—下模板，3—坯体，4一绝缘层，5—等高块，6—变压器，7—开关，8—温控器，9—第一导线，10—第二导线，11—炭纤维网发热体，12—炭纤维网，13—铜箔，14 一固定纽扣。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0024]实施例1
[0025]参照图1，本实施例包括上模板1、下模板2和变压器6，上模板I的下表面和下模板2的上表面均设有炭纤维网发热体11，炭纤维网发热体11的上表面和下表面均设有绝缘层4 ;两个炭纤维网发热体11分别通过第一导线9与变压器6连接，两个炭纤维网发热体11之间串联，第一导线9上设有开关7 ;上模板I和下模板2均采用钢板制成，绝缘层4采用钢化玻璃板制成。
[0026]上模板I与下模板2之间还设置有两块等高块5，每块等高块5的高度(沿上模板I和下模板2的距离方向)=所固化的坯体3的厚度+4块绝缘层4的厚度+2块炭纤维网发热体11厚度。
[0027]参照图3，炭纤维网发热体11包括炭纤维网12、铜箔13、固定纽扣14，铜箔13位于炭纤维网12的两侧，固定纽扣14设于铜箔13的上表面。调整炭纤维网12的稀疏度，使得单块炭纤维网发热体11的电阻为0.1 Ω。
[0028]为了准确地进行温度控制，变压器6通过第二导线10连接有温控器8，变压器6与温控器8串联形成回路，通过设定温控器8的温度来控制坯体3的固化温度；温控器8的测温元件为热电偶。
[0029]工作过程如下:坯体3制造成型后，将坯体3置于下模板2上，再将上模板I置于还体3上,使还体3处于上模板I和下模板2之间，?体3的一端与下模板2的上表面接触，另一端与上模板I的下表面接触；再用螺栓将上模板I和下模板2固定；温控器8置于坯体3上，用电桥测得串联的两个炭纤维网发热体11的电阻为0.2 Ω，将变压器6的电压调至36V，将温控器8的温度设定为120°C ;接通开关7，炭纤维网发热体11通电发热，坯体3开始固化，6h后固化完成；固化完毕后脱模，拆卸螺栓，吊开上模板1，从下模板2上搬开坯体3。
[0030]坯体固化对照试验:
[0031]采用现有的热风炉固化厚度为45mm的坯体3，所需加热功率为45KW，固化时间为10h，产品翘曲变形，平面度4mm，有部分分层现象，分层率约10%，固化温度为250°C ;热风炉装6块坯体总耗电量450KW.h，平均每块坯体的耗电量为75KW.h。
[0032]采用实施例1的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置固化厚度为45mm的坯体3 (每次固化一块坯体3)，固化时间为6h，坯体3脱模后检测，坯体3的平面度
<0.5mm，没有分层现象，产品质量较高；总耗电量39KW.h，即每块坯体3的耗电量为39KW.h，产品能耗较低。
[0033]实施例2
[0034]参照图2，本实施例与实施例1的区别仅在于，两个炭纤维网发热体11之间并联；调整炭纤维网12的稀疏度，使得单块炭纤维网发热体11的电阻为0.4Ω。
[0035]工作过程如下:坯体3制造成型后，将坯体3置于下模板2上，再将上模板I置于还体3上，使还体3处于上模板I和下模板2之间，还体3的一端与下模板2的上表面接触，另一端与上模板I的下表面接触；再用螺栓将上模板I和下模板2固定；温控器8置于坯体3上，用电桥测得并联的两个炭纤维网发热体11的电阻为0.2 Ω，将变压器6的电压调至36V，将温控器8的温度设定为120°C ;接通开关7，炭纤维网发热体11通电发热，坯体3开始固化，6.5h后固化完成；固化完毕后脱模，拆卸螺栓，吊开上模板1，从下模板2上搬开还体3。
[0036]坯体固化对照试验:
[0037]用现有的热风炉固化厚度为50mm的坯体3，所需加热功率为45KW，固化时间为12h，产品翘曲变形，平面度3mm，有部分分层现象，分层率约8%，固化温度为250°C ;热风炉装6块坯体总耗电量540KW.h，平均每块坯体的耗电量为90KW.h。
[0038]采用实施例2的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置固化厚度为50mm的坯体3 (每次固化一块坯体3)，固化时间为6.5h，坯体3脱模后检测，坯体3的平面度
<0.5mm,没有分层现象，产品质量较高；总耗电量43KW.h,即每块坯体3的耗电量为43KW.h，产品能耗较低。
[0039]本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。
[0040]说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:包括上模板、下模板和变压器，所述上模板的下表面和下模板的上表面均设有炭纤维网发热体，炭纤维网发热体的上表面和下表面均设有绝缘层；两个炭纤维网发热体通过第一导线与变压器连接，两个炭纤维网发热体之间串联或并联。
2.如权利要求1所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:所述上模板与下模板之间还设置有至少两块等高块。
3.如权利要求1或2所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:所述变压器通过第二导线连接有温控器，所述变压器和温控器串联形成回路。
4.如权利要求3所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:所述温控器的测温元件为热电偶。
5.如权利要求1或2所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:所述第一导线上设有开关。
6.如权利要求1或2所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:所述炭纤维网发热体包括炭纤维网、铜箔和固定纽扣，铜箔位于炭纤维网的两侧，固定纽扣设于铜箔的上表面。
7.如权利要求1或2所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:当两个炭纤维网发热体之间串联时，每个炭纤维网发热体的电阻为0.1Ω。
8.如权利要求1或2所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:当两个炭纤维网发热体之间并联时，每个炭纤维网发热体的电阻为0.4Ω。
9.如权利要求1或2所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:所述上模板和下模板均采用钢板制成。
10.如权利要求1或2所述的炭纤维网发热固化炭-炭复合材料坯体的装置，其特征在于:所述绝缘层采用钢化玻璃板制成。
【文档编号】H05B3/00GK204104148SQ201420523638
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】戴开瑛, 张治军, 许 鹏, 钟才能, 崔金 申请人:湖南南方搏云新材料有限责任公司